高碳珠光体钢丝经大应变拉拔加工后可以获得超高强度和良好的韧性,目前已广泛地在子午线轮胎的骨架材料上得到应用。近年来的研究表明,冷拉拔工艺对钢丝的显微组织和力学性能有至关重要的影响,因此系统研究高碳珠光体钢丝在冷拉拔过程中显微组织及力学性能的变化规律,在学术上和应用上均具有显著的意义。本文以含碳量为1.02wt%的过共析珠光体钢丝为研究对象,系统研究了单道次冷拉拔以及多道次冷拉拔过程中珠光体钢丝的显微组织演变以及力学性能的变化,讨论并总结了单道次及多道次拉拔过程中钢丝的强化机制,并进一步研究了低温退火过程对钢丝显微组织的影响。试验结果显示,单道次拉拔过程中珠光体钢丝的显微组织随形变量加大呈现不同的变化。当应变量较小时,冷拉拔加工后钢丝中的珠光体维持层片状形貌,但层片间距减小。随着压缩率的提高,珠光体中的铁素体和渗碳体发生协调变形,珠光体层片出现弯曲和折叠,在纵截面上可观察到层片状组织沿着拉拔轴向延伸。力学性能的测试结果显示,单道次拉拔后钢丝的抗拉强度、显微硬度、扭转性能随应变量的加大而升高。过共析钢丝在多道次拉拔过程的初期,显微组织的变化与单道次拉拔相似,珠光体中的铁素体和渗碳体协调变形,层片弯曲和折叠并向拉拔方向延伸。随着应变量的增加,在纵截面上观察到沿拉拔方向规则排列的纤维状组织。高倍TEM观察发现显微组织中的渗碳体碎化,且出现了大量的纳米晶。对多道次拉拔后钢丝的力学性能测试结果显示,钢丝的抗拉强度、显微硬度和扭转强度均随累积应变量的增加而升高XRD分析结果显示,过共析钢丝经多道次大应变冷拔变形后,铁素体<110>峰位发生左移和宽化。这标志着着铁素体晶格常数增大,说明由于碳原子的溶入导致铁素体晶格的畸变。PPMS测试钢丝比饱和磁化强度的结果表明,拉拔过程中钢丝显微组织中渗碳体体积分数不断降低,这证实了冷拉拔变形会促使渗碳体溶解。经大应变量(η=2.81)拉拔后的过共析钢丝在较低的温度(T≤483K)下退火后,显微组织的变化不是很明显,层片状组织依然清晰可见。当将退火温度提升到T=553K时,显微组织中出现了渗碳体沉淀颗粒。进一步将退火温度提升至623K,析出物增多,且珠光体团内的铁素体和渗碳体层片之间的边界模糊,不再清晰可见。经大应变量(η=2.81)拉拔后的过共析钢丝在T≤483K温度下退火后,XRD图谱上的铁素体<110>峰位仍然左移(相对于未退火的钢丝),即晶格常数继拉拔后进一步增大。这说明在较低的热处理温度下,退火会促进渗碳体继续溶解,加大碳原子在铁素体中的过饱和溶解度。提高退火温度后,铁素体<110>峰位发生右移,表明晶格常数减小,意味着碳原子从晶格跃出。结合PPMS测试结果可知,当退火温度提高至T=553K时,钢丝中渗碳体的体积分数则低于拉拔态。这表明在较高温度下退火可以使渗碳体从拉拔后的过饱和铁素体中析出。